Αν και η Γη έχει μελετηθεί εδώ και πολύ καιρό λεπτομερώς, οι επιστήμονες πρέπει ακόμα να απαντήσουν σε ορισμένα θεμελιώδη ερωτήματα.
Το πρόβλημα της παλιάς θεωρίας
Η επικρατούσα θεωρία στην αστροφυσικήκαι κοσμοχημεία είναι ότι η Γη σχηματίστηκε από αστεροειδείς χονδρίτη. Πρόκειται για σχετικά μικρά, απλά μπλοκ πέτρας και μετάλλου που εμφανίστηκαν νωρίς στο σχηματισμό του ηλιακού συστήματος. Το πρόβλημα με αυτή τη θεωρία είναι ότι κανένα μείγμα αυτών των χονδριτών δεν μπορεί να εξηγήσει την ακριβή σύνθεση της Γης. Δεν έχει τόσα ελαφριά, πτητικά στοιχεία όπως το υδρογόνο και το ήλιο όσο θα έπρεπε.
Με τα χρόνια, οι επιστήμονες έχουν προτείνει διαφορετικάυποθέσεις που μπορεί να εξηγήσουν αυτή την ασυμφωνία. Για παράδειγμα, οι συγκρούσεις αντικειμένων που αργότερα σχημάτισαν τη Γη θεωρήθηκε ότι απελευθερώνουν τεράστιες ποσότητες θερμότητας. Αυτό τελικά εξατμίστηκε τα φωτεινά στοιχεία, αφήνοντας τον πλανήτη στην τρέχουσα σύνθεσή του.
Ωστόσο, οι συγγραφείς της νέας μελέτης είναι βέβαιοι ότι αυτάΟι θεωρίες γίνονται απίθανες όταν μετρηθεί η ισοτοπική σύσταση διαφόρων στοιχείων της Γης. Έτσι, όλα τα ισότοπα ενός χημικού στοιχείου έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων, αν και έχουν διαφορετικό αριθμό νετρονίων. Τα ισότοπα με λιγότερα νετρόνια είναι ελαφρύτερα και, ως εκ τούτου, θα πρέπει να εξατμίζονται πιο εύκολα. Εάν η θεωρία της εξάτμισης κατά τη θέρμανση ήταν σωστή, τότε θα υπήρχαν λιγότερα από αυτά τα ισότοπα φωτός στη Γη από ό,τι στους αρχικούς χονδρίτες. Αλλά οι μετρήσεις ισοτόπων δείχνουν μια διαφορετική εικόνα.
Νέα ιδέα
Δυναμικά μοντέλα, με τη βοήθεια των οποίωνΟι επιστήμονες μοντελοποιούν το σχηματισμό των πλανητών και δείχνουν ότι οι πλανήτες στο ηλιακό σύστημα σχηματίστηκαν σταδιακά. Με την πάροδο του χρόνου, οι μικροί κόκκοι μετατράπηκαν σε πλανήτες μήκους χιλιομέτρων, συσσωρεύοντας όλο και περισσότερο υλικό υπό την επίδραση της βαρυτικής έλξης.
Όπως και οι χονδρίτες, τα πλανητάρια είναι μικράκοσμικά σώματα από πέτρα και μέταλλο. Όμως, σε αντίθεση με τους χονδρίτες, θερμάνθηκαν αρκετά ώστε να διαφοροποιηθούν σε μεταλλικό πυρήνα και βραχώδη μανδύα. Επιπλέον, τα πλανητάρια που σχηματίστηκαν σε διαφορετικές περιοχές γύρω από τον νεαρό Ήλιο ή σε διαφορετικές χρονικές στιγμές έχουν διαφορετική χημική σύνθεση.
Το ερώτημα ήταν εάν ένας τυχαίος συνδυασμός διαφορετικών πλανητομικρών θα μπορούσε πράγματι να σχηματίσει τη Γη στη σύνθεση που είναι γνωστή σήμερα.
Δοκιμή της θεωρίας
Για να το ανακαλύψει, η ομάδα διεξήγαγε δοκιμές υπολογιστήπρίπλασμα. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, χιλιάδες πλανητοειδείς συγκρούστηκαν μεταξύ τους στο πρώιμο Ηλιακό Σύστημα. Τα μοντέλα σχεδιάστηκαν με τέτοιο τρόπο ώστε με την πάροδο του χρόνου, ουράνια σώματα που αντιστοιχούν στους τέσσερις βραχώδεις πλανήτες - τον Ερμή, την Αφροδίτη, τη Γη και τον Άρη - θα αναδύονταν από διαστημικούς βράχους.
Η μελέτη διαπίστωσε ότι ένα μείγμα πολλών διαφορετικών πλανητομικρών θα μπορούσε στην πραγματικότητα να οδηγήσει στη σύνθεση της Γης για την οποία γνωρίζουν οι επιστήμονες.
Πώς θα βοηθήσει;
Τώρα οι πλανητολόγοι έχουν έναν μηχανισμό πουεξηγεί καλύτερα τον σχηματισμό όχι μόνο της Γης, αλλά και άλλων βραχωδών πλανητών. Θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί, για παράδειγμα, για να προβλέψει πώς η σύνθεση του Ερμή διαφέρει από αυτή άλλων βραχωδών πλανητών. Ακόμη και έξω από το ηλιακό σύστημα.